Концепції побудови мереж
Спочатку комп’ютерні мережі були невеликими й об’єднували до десяти комп’ютерів і один − два принтери. Технологія обмежувала розміри мережі, у тому числі і кількість комп’ютерів у мережі та її фізичну довжину. Наприклад, на початку 1980 − х років найпопулярніший тип мереж складався щонайбільше з 30 комп’ютерів, з’єднаних кабелем, довжина якого не перевищувала 185м. Одночасна обробка одного документа кількома користувачами виключалась. Такі мережі можна було досить легко розташовувати в межах одного поверху будівлі або невеликої організації. Для маленьких фірм така конфігурація прийнятна і сьогодні. Ці мережі називаються локальними обчислювальними мережами (ЛОМ, або англ. − LAN).
Локальна мережа об'єднує комп'ютери, які розташовані на невеликій відстані один від одного, і є замкнутою системою. Невеликі відстані між комп'ютерами дають можливість використовувати в локальних мережах як лінії зв'язку звичайні лінії проводів.
Як правило, локальна мережа обмежена офісом, кабінетом, однією будівлею. Найбільш поширеними є локальні мережі з 3 − 12 персональними комп'ютерами, різними пристроями, що запам'ятовують, друкують і іншими спеціалізованими периферійними пристроями. Локальні мережі повинні бути легко адаптованими, тобто мати гнучку архітектуру, яка дозволяє довільно розташовувати робочі місця, додавати або переставляти персональні комп'ютери або периферійні пристрої. Якщо така мережа організована грамотно, то вихід з ладу однієї з її складових не впливає на роботу інших.
До ЛОМ комп’ютери підключають за допомогою внутрішньої плати − мережного адаптера (хоча бувають і зовнішні адаптери, що підключаються до ПК через паралельний порт). Мережні адаптери перетворюють коди, які використовуються всередині комп’ютера, на послідовний потік сигналів для передачі інформації в зовнішню мережу. Мережні адаптери повинні бути сумісними з кабельною системою мережі, внітрішньою інформаційною шиною ПК і мережною операційною системою (ОС).
Локальна мережа створюється для загального використання і обміну інформацією між комп'ютерами, загального використання ресурсів мережі.
Ресурс мережі − це:
пристрої, які входять в апаратну частину одного з комп'ютерів мережі, доступні і можуть використовуватися будь−яким користувачем мережі. Ресурсами мережі можуть бути принтери, сканери, модеми, стримери, фотонабірні апарати, дискові накопичувачі великої місткості, пристрої резервного копіювання інформації, верстати з числовим програмним управлінням і т.д.
дані і додатки, що зберігаються на одному з комп'ютерів мережі.
Локальні мережі поділяються на чотири типи:
реальні (real network),
штучні,
однорангові (peer – to – peer),
на основі сервера (server based).
Реальні мережі. Вважається, що реальних мереж (real network або Network an Attityde (NWA)) належать мережі, що потребують для своєї нормальної роботи кількох фахівців, які постійно стежитимуть за нею. Одними з найпопулярніших реальних мереж є мережі NetWare фірми Novell.
Штучні мережі. Штучні мережі виглядають і працюють, як реальні мережі, але для них потрібен спеціальний мережний жорсткий диск. Такі мережі дають змогу зв’язувати разом комп’ютери через порти і не потребують спеціальних мережних адаптерів. Іноді зв’язок у такій мережі називають зв’язком за нуль − модемом або через нуль − слот, оскільки жоден слот машини не зайнятий мережною платою. Самі мережі називають мережами на нуль − модемі або через нуль − слот (zero – slot networks). Приклад штучної мережі − мережа Laplink.
Однорангові мережі
В одноранговій мережі всі комп’ютери рівноправні: немає ієрархії серед ПК і немає вмділеного (dedicated) сервера. Якщо вузли мережі виконують однакові комунікаційні функції, вони називаються рівними (peer). Комунікації між такими вузлами називаються одноранговим. Всі користувачі самостійно вирішують, які дані на своєму комп'ютері зробити загальнодоступними по мережі. Однорангові мережі називають також робочими групами. Робоча група − це невеликий колектив, тому в однорангових мережах найчастіше функціонує щонайбільшн 10 комп’ютерів.
Однорангові мережі відносно прості. Оскільки кожен комп’ютер є водночас клієнтом і сервером, не має потреби в потужному центральному сервері або в інших компонентах, обов’язкових для складніших мереж. Такі мережі звичайно дешевші, ніж мережі на основі сервера, але потребують потужних (і дорожчих) комп’ютерів. В одноранговій мережі вимоги до продуктивності і рівня захисту для мережного програмного забезпечення (ПЗ) зазвичай нижчі, ніж у мережах на основі сервера. Щоб встановити однорангову мережу додаткового програмного забезпечення не вимагається, окрім операційних систем (рис. 6).
Рисунок 6 − Однорангова локальна мережа
Для невеликої групи користувачів подібні мережі легко забезпечують розділення даних і периферійних пристроїв. Разом з тим, оскільки адміністрування в однорангових мережах нецентралізоване, забезпечити розвинений захист даних в однорангових мережах важко.
Однорангова мережа характеризується стандартними рішеннями: користувачі самі виступають в ролі адміністраторів і забезпечують захист інформації; для об’єднаня комп’ютерів у мережу застосовується проста кабельна система.
Однорангова мережа цілком придатна для таких умов:
кількість користувачів не перевищує десяти;
користувачі розташовані компактно, питання захисту даних не критичні;
у найближчому майбутньому не очікується велике розширення фірми, отже, і мережі.
Якщо ці умови виконуються, то вибар однорангової мережі буде прийнятнішим порівняно з мережею на основі сервера. Незважаючи на те, що однорангові мережі цілком задовольняють потреби невеликих фірм. Іноді виникають ситуації, коли їхнє використання може виявитися недоречним. Тому, вибираючи тип мережі, слід враховувати певні недоліки однорангових мереж.
В однорангових мережах кожен комп’ютер повинен більшу частину своїх обчислювальних ресурсів надавати локальному користувачу, який працює на ПК, і підключати додаткові обчислювальні ресурси для підтримки доступу до ресурсів віддаленого комп’ютера. До спільно використовуваних ресурсів належать каталоги, принтери, факс − модеми і т.і. Захист ресурсів здійснюється установленням пароля, наприклад на каталог. Централізовано керувати захистом в одноранговій мережі дуже складно, тому що ресурси можуть розміщуватися на всіх комп’ютерах. Така ситуація становить серйозну загрозу для всієї мережі, крім того деякі користувачі можуть взагалі не встановити захист. Отже, якщо питання конфіденційності є принциповим, рекомендується вибирати мережу на основі сервера.
Якщо до мережі підключено більше 10 користувачів, то однорангова мережа, де комп'ютери виступають в ролі клієнтів, і серверів, може опинитися недостатньо продуктивною. Тому більшість мереж використовують виділені сервери.
Мережі на основі сервера
У тому разі, якщо до мережі підключено більше 10 користувачів, то однорангова мережа, де комп'ютери виступають в ролі клієнтів, і серверів, може опинитися недостатньо продуктивною. Тому більшість мереж використовують виділені сервери. Мережа на основі сервера (рис. 7) потребує потужних комп’ютерів, адже вони мають обробляти запити всіх клієнтів мережі.
Рисунок 7 − Локальна мережа з розподіленим сервером
Комп'ютер, який надає свої ресурси для загального використання, називається сервером (від англ. to serve − поставчати, обслуговувати). Комп'ютери, які використовують ресурси мережі, називають робочими станціями або клієнтами.
Виділеним називається такий сервер, який функціонує тільки як сервер (виключаючи функції клієнта або робочій станції). Він спеціально оптимізовані для швидкої обробки запитів від мережних клієнтів і для управління захистом файлів і каталогів.
Із збільшенням розмірів мережі й обсягу мережного трафіка потрібно збільшувати і кількість серверів. Розподіл завдань серед кількох серверів дає змогу виконувати їх найефективніше. Коло завдань, які повинні виконувати сервери, багатогранне і складне. З огляду на зростаючі потреби користувачів у великих мережах стали використовувати спеціалізовані сервери. Наприклад, у мережі Windows NT існують різноманітні типи серверів: файл − сервери, принт − сервери, сервери додатків та ін.
Файл − сервери і принт − сервери керують доступом корстувачів відповідно до файлів і принтерів. Наприклад, щоб працювати з текстовим процесором, користувач насамперед повинен запустити його на своєму комп’ютері. Документ текстового процесора, що зберігається на файл − сервері, завантажиться в пам’ять комп’ютера користувача, отже, він зможе працювати з цим документом на своєму комп’ютері. Іншими словами, файл − сервер призначений для зберігання файлів і даних. Основний ресурс файлового сервера − файли. Будь−який комп'ютер з одним або декількома жорсткими дисками можна використовувати як файловий сервер (Pentium, 32−64 Мб RAM).
Сервери додатків. На серверах додатків виконуються прикладні частини клієнт − серверних додатків, а також зберігаються дані, доступні клієнтам. Наприклад, щоб спростити доступ до даних, сервери зберігають великі обсяги інформації в структурованому вигляді. Сервери додатків відрізняються від файл − і принт − серверів, в яких файл або дані повністю копіюються на комп’ютер, від якого надходить запит.У файл − серверах файл або дані цілком копіюються на комп'ютер, який запитується, а в сервері додатків − на комп'ютер, що запрошується, пересилаються тільки результати запиту.
Поштові сервери. Вони керують передачею електронних повідомлень між користувачами мережі.
Факс − сервери. Керують потоком вхідних і вихідних повідомлень факсиміле через один або декілька факс − модемів.
Комунікаційні сервери. Керують потоком даних і поштових повідомлень між цією мережею і іншими мережами або видаленими користувачами через модем і телефонну лінію.
Основним аргументом при виборі мережі на основі сервера є, як правило, захист даних.
Взаємодія серверів і робочих станцій забезпечується мережним програмним забезпеченням кожного комп'ютера мережі. Користувачеві робочої станції доступні ресурси мережі відповідно до заздалегідь обумовлених правил.
Мережі на основі сервера найбільш ефективні у тому випадку, коли спільно використовується велика кількість ресурсів і даних. Адміністратор може керувати захистом даних, спостерігаючи за функціонуванням мережі.
Відмінності однорангових мереж і мереж на основі сервера є принциповими, оскільки визначають різні можливості цих мереж. Вибір типу мережі залежить від багатьох чинників: розміру підприємства, потрібного рівня безпеки, виду бізнесу, рівня доступності адміністративної підтримки, обсягу мережного трафіка, потреб мережних користувачів; фінансових витрат.
Порівняльна характеристика однорангових і мереж на основі сервера наведена на рис. 8.
Рисунок 8 − Порівняльна характеристика локальних мереж однорангових
та на основі сервера